15 março 2018

[Nerds & Geeks] As contribuições de Stephen Hawking para a ciência

  Nessa quarta-feira, dia 14 de março, o mundo deu adeus à um dos maiores cientistas que já conheceu: Stephen Hawking.
  Nascido em St.Albans,no condado de Oxfordshire em 8 de janeiro de 1942,ele estudou física na Universidade de Cambridge, onde obteve seu doutorado. Aos 21 anos, foi diagnosticado com esclerose lateral amiotrófica. Na época, os médicos lhe deram no máximo dois anos de vida mas Hawking contrariou todas as expectativas e viveu mais de 50 anos repletos de conquistas para a ciência. Vamos relembrar algumas das mais importantes:

1)Singularidades gravitacionais

  Enquanto fazia seu doutorado,Stephen trabalhou em parceria com Roger Penrose para entender o conceito da singularidade gravitacional.Simplificando o que ela diz, um objeto de grandes proporções poderia entrar em colapso com seu próprio centro de gravidade,transformando-se uma partícula de densidade infinita.
As pesquisas deles revelaram que a atração gravitacional teria tamanha potência que nem a luz (que possui a maior velocidade conhecida) poderia fugir. Eles poderiam aplicar a ideia de que as singularidades possibilitariam a formação de buracos negros para mostrar que a teoria da gravidade proposta por Einstein, previa uma singularidade específica que aconteceu há bilhões de anos:o Big Bang
2) A ausência de buracos negros e a ´´radiação Hawking´´

Algum tempo após começar a estudar os buracos negros, o cientista declarou que eles só poderiam se expandir, nunca encolher. Essa teoria seria fundamentada na entropia,que como você deve lembrar das suas aulas do ensino médio, é uma grandeza termodinâmica que mede o grau de desordem de um sistema. Hawking alegou que a entropia só poderia causar no alargamento deles. 
Acontece que mais ou menos na mesma época,outro físico chamado Jakob Bekenstein,declarou que tinha descoberto que a área de um buraco negro é a medida de sua entropia, o que levou a comunidade científica a testar tal hipótese para ver se era verídica. Naquela época, tudo que se sabia e acreditava sobre buracos negros era que tal fenômeno só poderia absorver matéria e nunca deixando nada sair lá de dentro. Para que tivesse entropia, seria necessário que ele tivesse temperaturas altíssimas e irradiasse calor.
No início Hawking achou que Bekenstein estava errado mas depois se trabalho provou que o rival estava certo: os buracos tinham sim, uma alta temperatura e irradiavam calor, que ficou conhecida como ´´radiação Hawking´´ e que poderiam sumir com o passar do tempo. Essa teoria sugeria uma perda irrecuperável de toda a informação absorvida pelo buraco negro, tema que causa discussões entre os cientistas até hoje.
   Simulação de um buraco negro(no centro) em frente à Grande Nuvem de Magalhães.Repare no efeito da lente gravitacional, que produz duas alargadas mas altamente distorcidas vistas da nuvem.Acima do buraco, a Via Láctea parece assumir a forma de um arco.

3)Inflação cósmica
 A teoria do Universo Inflacionário não foi criada por Stephen mas sim por Alan Guth,um cosmologista americano, no início da década de 80.O objetivo era tentar resolver os três grandes problemas do Big Bang: problema do horizonte,que também é conhecido como homogeneidade, que diz que diferentes regiões do Universo não colidiram entre si por causa das grandes distâncias entre elas mas apresentam a mesma temperatura, entre outras propriedades físicas, o que vai contra as leis fundamentais da física, que dizem que a transferência de energia pode acontecer, no máximo, à velocidade da luz. Os outros dois problemas são a planaridade, que diz respeito à geometria do Universo plano e a dos pólos magnéticos, que diz respeito á polaridade das partículas. 
Stephen foi um dos primeiros a mostrar que as flutuações quânticas, que são variações minúsculas na distribuição de matéria, durante o estágio de crescimento, podem espalhar galáxias por todo o Universo.
Modelo de expansão do buraco negro

4)Função de onda do Universo
Durante a década de 80, Hawking trabalhou junto com James Hartle, um professor de física da Universidade de Califórnia, para tentar encontrar uma fórmula que descrevesse toda a história do cosmo em uma única expressão matemática. Eles surgiram com o conceito de função de onda do universo. De acordo com essa teoria, o Universo não tinha um limite, assim como a Terra não tem um limite.Por exemplo, é possível viajar ao redor do planeta e não encontrar nenhuma fronteira e nem cair da borda, devido ao fato da Terra ser plana. Essa teoria tratava o Universo como uma partícula quântica. Como resultado, eles criaram uma função de onda que poderia prever todos os possíveis universos paralelos.
A função de onda assumiria um valor altíssimo para o nosso próprio universo e valores perto de zero para um número infinito de outros universos paralelos.Estima-se que os outros universos tenham constantes físicas diferentes do nosso.

Hawking nunca ganhou um Prêmio Nobel em vida mas foi homenageado de várias outras maneiras:ele regravou a música The Galaxy Song,tema de abertura do filme O sentido do vida, do grupo de comèdia inglês Monty Python, na reunião do grupo em 2014. O Pink Floyd já usou citações dele em suas músicas duas vezes: na faixa Keep Talking, do álbum The Division Bell e em Talking Hawking do álbum The endless river. Eles utilizaram trechos de um comercial gravado por ele em 93: Por milhões de anos, a humanidade viveu como os animais.E então, algo aconteceu que libertou o poder da nossa imaginação.Nós aprendemos a conversar.´´
Ele fez aparições em séries como Os Simpsons, The Big Bang Theory e Star Trek.
Stephen será lembrado para sempre pelos seus feitos. Agora ele se livrou da cadeira de rodas e se tornou pó de estrela do Universo que tanto amava.


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